Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, а также для предохранения их от заедания, задиров, коррозии и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надёжную смазку.
В настоящее время в машиностроении для смазки передач широко применяют картерную систему смазки. В корпус редуктора, коробки передач заливают масло так, чтобы венцы колёс были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которые покрывают поверхность расположенных внутри корпуса деталей.
Картерную смазку применяют при окружной скорости зубчатых колёс и червяков от 0,3 до 12,5 м/с. При более высоких скоростях масло сбрасывается с зубьев центробежной силой и зацепление работает при недостатке смазки. Кроме того, заметно увеличиваются потери мощности на перемешивание масла и повышается его температура.
Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин. Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше контактные давления в зубьях, тем большей вязкостью должно обладать масло, чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла.
Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и от окружной скорости колёс. Предварительно определяют окружную скорость
v = ω·d/2,
где ω – угловая скорость колеса или червяка; d – делительный диаметрколеса или червяка.
Затем по скорости и контактным напряжениям (табл. 8.1) находят требуемую вязкость масла и по табл. 8.2 выбирают сорт масла.
Предельно допустимые уровни погружения колёс цилиндрического редуктора в масляную ванну приведены на рис. 8.1. При этом m£hм£ 0,25 d2, где m – модуль зацепления.
Наименьшую глубину погружения принято считать равной модулю зацепления. Наибольшая допустимая глубина погружения зависит от окружной скорости колёс. Чем медленнее вращается колесо, тем на большую глубину оно может быть погружено.
Считают, что в двухступенчатой передаче при окружной скорости колеса тихоходной ступени v ³1 м/с достаточно погружать в масло только колесо тихоходной ступени. При v <1 м/с в масло должны быть погружены колёса обеих ступеней передачи.
Таблица 8.1
Рекомендуемая вязкость масла (10-6·м2/с) для зубчатых колёс при 500С
| Контактные напряжения σH, МПа | Окружная скорость, м/с | ||
| до 2 | св. 2 до 5 | св. 5 | |
| До 600 | |||
| Свыше 600 до 1000 | |||
| Свыше 1000 до 1200 |
Таблица 8.2
Выбор сорта масла для зубчатых колёс при 500С
| Обозначение сорта масла | Вязкость масла |
| Индустриальное И-20А | 17...23 |
| Индустриальное И-30А | 28…33 |
| Индустриальное И-40А | 35…45 |
| Индустриальное И-50А | 47…55 |
| Индустриальное И-70А | 65…75 |
Рис. 8.1. Предельно допустимые уровни погружения колёс
цилиндрического редуктора в масляную ванну
В конических или коническо-цилиндрических редукторах в масляную ванну должны быть полностью погружены зубья конического колеса.
Подшипники смазывают тем же маслом, что и детали передачи. Другое масло применяют лишь в ответственных изделиях, в которых требуется защитить подшипники от продуктов износа деталей передач.
При картерной смазке колёс подшипники качения смазываются брызгами масла. При окружной скорости вращения колёс v ³1 м/с брызгами масла покрываются все детали передач и внутренние поверхности стенок корпуса. Стекающее с колёс, валов, и стенок корпуса масло попадает в подшипники.
Нередко в масло погружают быстроходную шестерню и подшипник быстроходного вала. В этом случае во избежание попадания в подшипник продуктов износа зубчатых колёс, а также излишнего полива маслом подшипники защищают маслозащитными шайбами (кольцами). Особенно это необходимо, если на быстроходном валу установлены косозубые или шевронные колёса л ибо червяк, когда зубья колёс или витки червяка гонят масло на подшипник и заливают его, вызывая разогрев последнего.
При работе передач масло постепенно загрязняется продуктами износа деталей. С течением времени оно стареет, свойства его ухудшаются. Поэтому масло, налитое в корпус редуктора, периодически меняют. Для этой цели в корпусе предусматривают сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической или конической резьбой (рис.8.2). Размеры пробок с цилиндрической резьбой принимают по табл. 8.3, а с конической – по табл. 8.4.
Для наблюдения за уровнем масла в корпусе устанавливают маслоуказатели в виде щупов (рис. 8.3). Исполнение щупа по рис. 8.3, а и особенно 8.3, в более предпочтительно, так как исполнение щупа по рис. 8.3, б вызывает некоторые технологические трудности при формовке корпуса и сверлении наклонного отверстия.
Для предохранения от вытекания смазки из подшипниковых узлов, а также для защиты их от попадания извне пыли и влаги применяют уплотнительные устройства. Наибольшее распространение получили манжетные уплотнения. Манжета (рис. 8.4) состоит из корпуса, изготовленного из бензомаслостойкой резины, каркаса. Представляющего собой стальное кольцо Г-образного сечения, и браслетной пружины. Браслетная пружина стягивает уплотняющую часть манжеты, вследствие чего образуется рабочая кромка шириной 0,4…0,6 мм плотно охватывающая поверхность вала.
Таблица 8.3 Таблица 8.4
Рис. 8.2. Пробки для слива масла
Рис. 8.3. Маслоуказатели в виде щупов
Рис. 8.4. Резиновые манжеты для валов
Таблица 8.5
Манжеты резиновые армированные. ГОСТ 8752-79
| Диаметр вала, d, мм. | D,. мм | h1,мм. | Диаметр вала, d, мм. | D,. мм | h1,мм. |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какое зубчатое колесо называют шестернёй?
2. В чём различие между редуктором и мультипликатором?
3. Как связаны между собой вращающие моменты на ведущем и ведомом зубчатых колесах?
4. Чем отличается вал от оси?
5. Как образуется эвольвентный профиль зубьев?
6. Что называют линией зацепления?
7. Что такое модуль зацепления?
8. Как определяют модуль зацепления?
9. Что такое смещение исходного контура?
10. В чём преимущество косозубого цилиндрического зацепления перед прямозубым?
11. В чём заключается фланкирование зубьев и для чего его применяют?
12. В каком направлении осуществляют положительное смещение профиля?
13. В чём разница между нормальным и окружным модулями?
14. Каковы основные параметры цилиндрических зубчатых передач?
15. Какие три пары сил действуют в косозубом цилиндрическом зубчатом зацеплении?
16. Какая из сил в зацеплении является наибольшей?
17. Каковы основные параметры цилиндрических зубчатых передач?
18. Какие напряжения возникают на поверхности зубьев?
19. Какие напряжения возникают в опасном сечении зуба?
20. Какой параметр определяют проектным расчётом цилиндрической зубчатой передачи?
21. Каковы основные параметры конических зубчатых передач?
22. Какой параметр определяют проектным расчётом конической зубчатой передачи?
23. Как осуществляется проверка долговечности подшипников?
24. Как осуществляется проверка прочности шпоночных соединений?
25. Как осуществляется проектный расчёт вала?